内存管理是Java与Android开发中的核心技术领域，涉及对象拷贝、内存结构布局、系统内存调度及优化等关键内容。
一、对象拷贝机制：深拷贝与浅拷贝
1. 核心定义
- 浅拷贝：拷贝对象与被拷贝对象的引用类型字段指向同一个堆内存地址，仅普通类型（基本数据类型）字段在各自栈内存中独立存储，修改拷贝对象的引用类型字段会影响原对象。
- 深拷贝：通过序列化、类型转换等方式，使拷贝对象与原对象的引用类型字段指向不同的堆内存地址，两者完全独立，修改一方不会影响另一方。
2. 特殊情况说明
String类型与大小不超过127的Long类型虽为引用类型，但拷贝行为与基本类型一致，修改拷贝对象不会影响原对象。这是因为它们会优先对比JVM常量池中的值（涉及虚拟机底层实现，本文不展开讨论）。
参考资料
二、Android Task Stack 核心知识点
理解Android任务栈（Task Stack）需掌握两个关键技术点：
- Activity Flag：用于控制Activity的启动模式、任务栈归属等行为；
- TaskStackBuilder：用于构建复杂的任务栈结构，适配多Activity跳转场景。
三、Java内存结构
Java内存结构由5个核心区域组成，各区域功能、存储内容及共享属性如下：
| 内存区域 | 核心功能 | 存储内容 | 共享属性 |
|---|---|---|---|
| 方法区（Method Area） | 存储类结构信息 | 常量池、静态变量、构造函数、运行时常量池等 | 所有线程共享（JVM规范将其描述为堆的逻辑部分，别名non-heap“非堆”） |
| Java堆（Heap） | 存储对象实例 | 所有Java对象实例 | 所有线程共享（GC主要工作区域） |
| Java栈（Stack） | 支持方法执行 | 栈帧（含局部变量表、操作栈、方法返回值等） | 线程私有（与线程一一对应，方法调用对应栈帧入栈，执行完成对应栈帧出栈） |
| 程序计数器（PC Register） | 保存线程执行状态 | 当前线程执行的内存地址 | 线程私有（多线程切换时恢复执行状态） |
| 本地方法栈（Native Method Stack） | 支持Native方法执行 | 与Java栈功能类似，专为Native方法服务 | 线程私有 |
补充说明
下图为JDK8版本的Java内存结构可视化示意图：
JDK8内存结构
参考资料
四、虚拟内存的核心作用
虚拟内存通过页表机制实现虚拟地址与物理地址的映射，核心作用有两点：
- 进程地址空间隔离：每个进程拥有独立页表，虚拟内存空间相互独立，进程无法访问其他进程页表，解决多进程地址冲突问题；
- 内存访问安全控制：页表项包含物理地址及权限标记（如读写权限、存在标记等），操作系统通过这些标记实现内存访问权限管控，提升系统安全性。
五、系统内存紧张时的处理机制
1. 内存申请与缺页中断流程
- 应用通过
malloc函数申请内存时，实际分配的是虚拟内存，此时未分配物理内存； - 应用读写该虚拟内存时，CPU访问发现虚拟内存未映射物理内存，触发缺页中断；
- 进程从用户态切换到内核态，由内核的
Page Fault Handler（缺页中断函数）处理； - 缺页中断函数检查是否有空闲物理内存：
- 若有，直接分配物理内存并建立虚拟内存与物理内存的映射；
- 若没有，触发内存回收流程。
2. 内存回收方式
内核通过两种方式回收内存，以满足应用内存需求：
| 回收方式 | 触发时机 | 执行特性 | 影响 |
|---|---|---|---|
| 后台内存回收 | 物理内存紧张时 | 唤醒kswapd内核线程异步回收，不阻塞进程 |
对系统性能影响较小 |
| 直接内存回收 | 后台回收速度跟不上内存申请速度时 | 同步回收，阻塞进程执行 | 对系统性能有一定影响 |
3. 可回收内存类型及回收逻辑
可回收内存分为文件页和匿名页，均基于LRU算法（优先回收不常访问的内存）：
-
文件页回收：
- 干净页（未修改过的文件页）：直接释放内存，无性能影响；
- 脏页（修改过的文件页）：先写回磁盘再释放内存，涉及磁盘I/O，影响系统性能；
- 匿名页回收：开启Swap机制后，将不常访问的匿名页换出到磁盘，下次访问时再换入内存，涉及磁盘I/O，影响系统性能。
4. 内存回收失败后的处理：OOM机制
若直接内存回收后，空闲物理内存仍不足，会触发OOM（Out Of Memory）机制：
- OOM killer根据进程的内存占用情况和
oom_score_adj值进行打分； - 得分最高的进程被优先终止，释放内存以保障系统正常运行；
- 可通过调整进程的
/proc/[pid]/oom_score_adj值，降低目标进程被OOM killer终止的概率。
六、内存回收性能影响的解决方式
针对内存回收（尤其是磁盘I/O相关操作）导致的性能下降，可通过以下配置优化：
- 调整
/proc/sys/vm/swappiness：控制文件页与匿名页的回收倾向，优先回收文件页，减少Swap换入换出开销； - 调整
/proc/sys/vm/min_free_kbytes：设定kswapd内核线程异步回收内存的触发时机，平衡内存空闲量与回收频率； - 调整
/proc/sys/vm/zone_reclaim_mode：NUMA架构下的内存回收策略，建议设为0，优先在其他Node寻找空闲内存，避免本地Node内存不足时频繁直接回收。
七、Java内存分配核心流程
调用alloc_page()或alloc_pages()等接口分配内存时，最终会调用__alloc_pages_nodemask()函数，流程如下：
- 尝试通过low阀值快速内存分配：遍历
zonelist，判断是否有Zone满足连续页框分配需求； - 若快速分配失败，进入slowpath慢速分配流程：
- 唤醒所有Node的
kswapd内核线程，尝试以min阀值快速分配； - 分配失败则触发
kswapd内存回收； - 回收后仍不满足，通过压缩规整系统可移动页；
- 若仍不满足，对
zonelist中所有空闲页框不达标的Zone执行直接内存回收；
- 唤醒所有Node的
- 最终仍无法分配满足条件的内存，触发OOM机制。
补充示意图
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内存优化相关示意图：内存优化
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Android内存管理框架示意图：Android内存管理框架
